雨天智能關(guān)窗系統(tǒng)的設(shè)計研究

（安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

在炎熱的夏天,人們通常把汽車窗戶打開一定的開度保持通風,使空氣流通，以便降低車內(nèi)的溫度，但如遇天氣突變下起了大雨,雨水就會通過車窗滲進車內(nèi),造成車內(nèi)積水,對車內(nèi)環(huán)境造成一定的破壞，嚴重者雨水將短路車內(nèi)汽車電器電路，燒毀車內(nèi)用電器。鑒于以上情況，設(shè)計了基于雨量傳感器（RLS）、車窗控制器(APM)、天窗控制器（SRF）、車身控制模塊(BCM)、信息娛樂系統(tǒng)(MP5)和車聯(lián)網(wǎng)通訊控制器(T-BOX)的雨天智能關(guān)閉車窗和天窗聯(lián)動系統(tǒng)，解決了因未關(guān)閉車窗，雨天車輛進水的問題。

一、系統(tǒng)描述

雨量監(jiān)控系統(tǒng)開啟的前提條件是：1、點火鎖置于LOCK位置；2、車門上鎖（包含四門兩蓋）并設(shè)防休眠；3、通過在MP5車輛設(shè)置界面的操作，手動設(shè)置打開雨天自動關(guān)窗場景功能（默認為開啟狀態(tài)）。MP5設(shè)置開關(guān)界面如圖1所示。

圖1 MP5設(shè)置開關(guān)界面

APM和SRF采集車窗或天窗的位置信號，將位置信號通過LIN信號發(fā)送給BCM，BCM通過LIN信號發(fā)送車窗和天窗的狀態(tài)信號給RLS，用于對模式的判斷執(zhí)行，進入休眠模式或監(jiān)控模式。

語音模式開啟的前提條件是：1、點火置于ACC或ON位置；2、車門上鎖（包含四門兩蓋）并設(shè)防休眠；3、通過在MP5車輛設(shè)置界面的操作，手動設(shè)置打開雨天自動關(guān)窗場景功能（默認為開啟狀態(tài)）。

系統(tǒng)一旦識別到“下雨了”命令， APM和SRF立即采集車窗或天窗的位置信號，并將位置信號通過LIN信號發(fā)送給BCM，BCM通過LIN信號發(fā)送車窗和天窗的狀態(tài)信號給MP5，MP5判斷進入語音模式。系統(tǒng)交互圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)交互圖

二、控制邏輯

（一）休眠模式

1. 當MP5發(fā)送開關(guān)信號（關(guān)閉信號）時，BCM接收后轉(zhuǎn)發(fā)給雨量傳感器，雨量傳感器不需要在設(shè)防后對下雨進行檢測，直接進入深度休眠模式，降低靜態(tài)電流。

2. 當MP5發(fā)送雨天自動關(guān)窗開啟信號， 四門車窗、天窗均關(guān)閉，則BCM發(fā)送車窗和天窗都關(guān)閉信號給雨量傳感器，RLS接收到此信號，則RLS不需要在設(shè)防后對下雨進行檢測，進入深度休眠模式。休眠模式觸發(fā)邏輯圖如圖3所示。

圖3 休眠模式觸發(fā)邏輯圖

（二）監(jiān)控模式

監(jiān)控模式觸發(fā)邏輯圖如圖4所示。

1. 四門車窗、天窗未全部關(guān)閉（至少有一個車窗＞3%開度或天窗＞50%開度），BCM發(fā)送未全部關(guān)閉信號給RLS，RLS接收此信號，進入間接監(jiān)控模式，雨量傳感器每隔12S檢測一次雨量。當沒下雨（RLS檢測的雨量值＜雨量閥值）時，RLS不發(fā)送信號，并持續(xù)進行周期性檢測；當下雨（雨量傳感器檢測的值≥雨量閥值）時，RLS通過發(fā)送LIN信號給BCM開啟信號（如LIN網(wǎng)絡(luò)已休眠，要能喚醒網(wǎng)絡(luò)），BCM收到開啟信號后通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送關(guān)窗指令給未關(guān)的SRF或APM模塊進行關(guān)窗操作；同時要將信號轉(zhuǎn)發(fā)到T-BOX，T-BOX將此信號作為推送消息的前置判斷條件之一，RLS至少連續(xù)發(fā)送5幀信號后才進入深度休眠模式。T-BOX接收指令，延時判斷車窗/天窗位置狀態(tài)，再進行相應(yīng)結(jié)果反饋及消息推送：T-BOX接收到車窗/天窗關(guān)閉請求信號后20s左右（時間可配置）去檢測車窗/天窗關(guān)閉狀態(tài)。若檢測到車窗/天窗為全部關(guān)閉狀態(tài)，TBOX則通過4G發(fā)給TSP平臺，TSP平臺向用戶進行手機APP消息推送：“尊敬的車主，為了避免您的愛車淋雨，已為您自動關(guān)閉車窗與天窗”。 若SRF或APM出現(xiàn)故障或卡滯或通訊超時，20s后TBOX檢測到車窗/天窗未全部關(guān)閉，T-BOX上報給TSP平臺，TSP平臺向用戶進行手機APP消息推送：“下雨自動關(guān)窗執(zhí)行失敗，請及時關(guān)好車窗，避免您的愛車淋濕” 。

2. RLS連續(xù)檢測12小時（時間可配置）未下雨，發(fā)送信號給BCM（如LIN網(wǎng)絡(luò)已休眠，要能喚醒網(wǎng)絡(luò)），BCM收到信號通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送關(guān)窗指令給未關(guān)的SRF或APM進行關(guān)窗操作，同時將信號轉(zhuǎn)發(fā)T-BOX接收。RLS發(fā)送至少5幀后發(fā)送之后進入深度休眠模式。

3.T-BOX接收信號20s后（時間可配置），若T-BOX同時檢測到車窗和天窗已經(jīng)全部關(guān)閉，TBOX通過4G發(fā)給TSP平臺，TSP平臺向用戶進行手機APP消息推送：“尊敬的車主，因您長時間未用車，已為您自動關(guān)閉車窗與天窗” 。

4.當SRF或APM出現(xiàn)故障或卡滯或通訊超時，20s后T-BOX檢測到車窗和天窗未全部關(guān)閉，T-BOX上報給TSP平臺，TSP平臺向用戶進行手機APP消息推送：“下雨自動關(guān)窗執(zhí)行失敗，請及時關(guān)好車窗，避免您的愛車淋濕”。

（三）語音模式

1. 當MP5檢測四門車窗、天窗全部關(guān)閉（所有車窗≤3%開度），MP5不需要下發(fā)指令，語音TTS直接播報及彈出提示信息“車窗、天窗已關(guān)閉”。

2. 當MP5檢測四門車窗未全部關(guān)閉（至少有一個車窗＞3%開度），MP5下發(fā)指令給BCM發(fā)送車窗關(guān)閉信號，發(fā)送信號給BCM，BCM收到信號通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送關(guān)窗指令給未關(guān)的SRF或APM進行關(guān)窗操作，同時MP5直接播報并彈出提示“正在為你關(guān)閉車窗”。

3.當MP5檢測四門車窗未全部關(guān)閉（車窗≤3%開度，天窗＞50%開度），MP5下發(fā)指令給BCM發(fā)送車窗關(guān)閉信號，發(fā)送信號給BCM，BCM收到信號通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送關(guān)窗指令給未關(guān)的SRF或APM進行關(guān)窗操作，同時MP5直接播報并彈出提示“正在為你關(guān)閉天窗”。

4.當MP5檢測四門車窗未全部關(guān)閉（至少有一個車窗＞3%開度且天窗＞50%開度），MP5下發(fā)指令給BCM發(fā)送車窗關(guān)閉信號，發(fā)送信號給BCM，BCM收到信號通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送關(guān)窗指令給未關(guān)的SRF或APM進行關(guān)窗操作，同時MP5直接播報并彈出提示“正在為你關(guān)閉車窗和天窗”。

圖4 監(jiān)控模式觸發(fā)邏輯圖

三、特殊情況

（一）信號處理

每次有效信號至少發(fā)送5個周期，例如：觸發(fā)天窗關(guān)閉動作時，先至少發(fā)5個周期。

（二）系統(tǒng)設(shè)置

第一次上電（生產(chǎn)線上電或蓄電池斷電后重新上電），對于MP5軟開關(guān)“雨天自動關(guān)窗”的設(shè)置，MP5按默認值處理（此時界面還沒有顯示），默認“雨天自動關(guān)窗”功能開啟。

（三）失效處理

雨天自動關(guān)窗為指令類功能，如遇相關(guān)模塊無響應(yīng)或故障、或無相關(guān)信號傳遞，按動作失敗處理。

四、結(jié)語

雨天智能關(guān)窗系統(tǒng)是在不增加任何零部件、不需要增加任何成本的前提下,充分利用現(xiàn)有車內(nèi)電子系統(tǒng)、整車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，深度打通車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)、車外網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)整車的雨天智能關(guān)窗功能。汽車智能化發(fā)展對外圍傳感器、控制器需求越來越多，怎么通過系統(tǒng)融合發(fā)揮出傳感器、控制器最大的價值以及降低系統(tǒng)成本是我們今后研究的一個重要方向。